Короткі теоретичні відомості.

Класична стратегія тестування цифрових схем заснована на формуванні тестових послідовностей, що дозволяють виявляти більшість їх несправностей. Для реалізації генератора тестової послідовності звичайно використовують методи, що дозволяють уникнути складної процедури їх синтезу. До них належать наступні методи:

1. Формування всіх можливих тестових наборів, тобто повного перебору двійкових комбінацій. У результаті застосування подібного алгоритму генеруються лічильникові послідовності.

2. Формування псевдовипадкових тестових послідовностей.

3. Формування випадкових тестових наборів з необхідними ймовірностями одиничного й нульового символів за кожним входом схеми.

Основним недоліком перерахованих вище алгоритмів є те, що в результаті їх застосування відтворюються тестові послідовності дуже великої довжини. На виходах цифрової схеми, що перевіряється, формуються її реакції, що мають ту ж довжину. У зв'язку із цим виникають проблеми під час їх формування, запам'ятовування й зберігання. Існуючі методи скорочення діагностичної інформації застосованої тільки до об'єктів діагностики, для яких сформовані таблиці функцій несправностей. Відповідно, для цифрових модулів з регулярною структурою й для мікропроцесорних модулів такі таблиці функцій несправностей мають настільки великий обсяг даних, що їх формування, обробка й зберігання в ЕОМ не можлива. (Наприклад, для модуля ОЗУ системи СМС-600 обсяг, що має, пам'яті 4 ДО, відповідає таблиця функцій несправностей з розмірністю 24096 + 232 + 28 + 22 + 58 рядків і 102 стовпця). Очевидно, що навіть при потрійному моделюванні обсяг вихідної інформації неможливо розмістити ні в оперативній пам'яті ЕОМ ні на жорсткому дискові.

Одним з варіантів розв'язку зазначеної проблеми є застосування спеціального адаптера. У цьому випадку побудова вхідної тестової послідовності зводиться до знаходження такої послідовності вхідних наборів, при подачі яких на ОД на кожний його елемент подається частковий перевірковий тест. Цей метод формування впливів має кілька особливостей:

1. Сигнали, що подаються на входи ОД у деякий момент t, визначаються не тільки набором Х(t), подаваним на входи ОД у момент t, але й станами у момент tелементів пам'яті (EM₁, EM_2, K, EM_r ), що входять в ОД.

2. При виборі кожного наступного вхідного набору необхідно перевіряти, чи не викликає подача цього набору ефекту змагань або порушення деяких елементів ОД.

3. У силу того, що при використанні спеціального адаптера неможливо розрізнити набори, що подаються на логічні елементи в момент t [ тобто обумовлені Х(t) і Q(t)] і в момент t + Δt [ тобто обумовлені Х(t) і Q(t + Δt)], то при побудові вважають, що вхідні тестові набори, що подаються на логічний елемент, визначаються Х(t) і Q(t + Δt).

4.Для кожного ОД можна побудувати кілька варіантів тестів, що забезпечують ту саму вірогідність результатів перевірки працездатності. Природним показником ефективності варіанта тесту є його довжина.

Із принципу побудови тестів випливає, що довжина вхідної для ОД не може бути меншою за довжину найдовшого приватного тесту для елементів ОД. Тому набори, що включаються в , необхідно вибрати так, щоб при подачі їх на входи ОД на можливо більше число елементів подавалися набори з їхніх часткових тестів.

Описані особливості значно знижують ефективність застосування цього методу, тому що вимагають додаткових розрахунків і підвищують трудомісткість процесу діагностування.

Більш перспективним розв'язком проблеми скорочення діагностичної інформації є застосування методу контролю з використанням емуляції робочих впливів. Особливістю діагностування в цьому випадку є наявність спеціалізованої системної шини, за допомогою якої проводиться обмін даними. При проведенні досліджень процесу діагностування цифрових модулів СУТО були визначено два основні типи системних шин. Основною відмінністю шинної організації в цих типах є наявність сполученої або розділеної шини «адреса-дані». Відповідно й протоколи обміну й у першому й у другому випадку суттєво відрізняються (рис. 3.1, рис. 3.2).

Крім відмінностей у протоколі обміну існує ще чотирнадцять параметрів, які повністю визначають функціонування модуля в робочому режимі.

У загальному випадку сигнали, передані по шині, можна розділити на інформаційні й керуючі. Інформаційні сигнали визначають інформацію, яка віддається по шині, а керуючі визначають режим функціонування.

ТАК– сполучена шина адреса-дані;

ССА – сигнал синхронізації адреси;

ВВІД – сигнал читання даних;

ССП – сигнал синхронізації пасивного пристрою.

Рис. 3.1 – Тимчасова діаграма протоколу обміну по сполученій шині

ША - шина адреси;

ЧТ - сигнал читання даних;

ШД - шина даних;

ГТ - сигнал готовності циклу читання.

Рис 3.2 – Тимчасова діаграма протоколу обміну по розділеній шині

При повному переборі двійкових комбінацій загальна кількість тестових наборів визначається як:

, (3.1)

де N – загальна кількість тестових наборів; I – розрядної інформаційної шини; U – кількість керуючих сигналів.

Тоді як при емуляції робочих впливів загальна кількість тестових наборів визначається як:

, (3.2)

де R – кількість режимів інформаційного обміну (звичайно не більше двох - читання й запис); Т – кількість ітерацій при інформаційному обміні (звичайно не більш п'яти); S – кількість незалежних блоків цифрового модуля.

Як видно з наведених формул, у випадку використання емуляції робочих впливів кількість тестових наборів значно зменшується. Крім того, значне зниження кількості тестових наборів може бути обумовлене неповним використанням адресного простору, призначеного для інформаційного обміну цифровим модулем.

 

 

Завдання до теми.

1. Визначити загальну кількість тестових наборів, за кількості керуючих сигналів – 3 і розрядної інформаційної шини – 6.

2. Визначити загальну кількість тестових наборів при емуляції робочих впливів, якщо кількість режимів інформаційного обміну дорівнює 2, кількість ітерацій при інформаційному обміні – 3, а кількість незалежних блоків цифрового модуля становить 10.

 

 

Контрольні питання

1. На чому заснована класична стратегія тестування цифрових схем?

2. Які методи використовують для реалізації генератора тестової послідовності?

3. Що є більш перспективним розв'язком проблеми скорочення діагностичної інформації?

4. У загальному випадку сигнали, передані по шині, можна розділити на …?

5. Запишіть формулу загальної кількості текстових наборів?

Література: [1, с. 167–184; 2, с. 130–135].

 

Частина 2